1
II Podkarpacki Konkurs Chemiczny – 2009/2010
ETAP I – 23.10.2009 r.
Godz. 10.00-12.00
Zadanie 1
1. Który zestaw zawiera atomy, cząsteczki i jony mogące odgrywać rolę wyłącznie dezelektronatora
(utleniacza)?
a)
Cu
2+
; Cu;
−
2
3
SO
; Cr
3+
b)
x
−
4
MnO
; O
2
; Fe
3+
;
−
3
NO
c)
−
3
ClO ;
−
3
NO ; Br
2
; Ca
d)
−
F
;
−
Cl ;
−
2
2
O
;
−
2
7
2
O
Cr
2. Przygotowano ogniwo Volty i obciążono je prądem o natężeniu 1 A przez 10 minut. Po zakończonej
pracy ogniwa stwierdzono, że:
a)
masy obu elektrod uległy zmniejszeniu
b) masa
anody
zmalała a katody wzrosła
c) masa
anody
zmalała, katody wzrosła i pH roztworu wzrosło
d)
x
masa anody zmalała i pH roztworu wzrosło
3. Reakcja zapisana równaniem CaCO
3
→ CaO + CO
2
jest przykładem reakcji:
a) syntezy
b)
wymiany pojedynczej
c) wymiany
podwójne
d)
x
analizy
4. Wiedząc, że masa molowa żelaza wynosi 55,85 g/mol, wskaż bezwzględną masę atomu żelaza:
a)
1,66 · 10
-23
g
b)
x
9,28 · 10
-23
g
c)
5,58 · 10
-23
g
d)
2,60 · 10
-23
kg
5. Stężenie roztworu otrzymanego przez dodanie 20 g wody do 80 g 15% roztworu NaCl wynosi:
a) 25%
b)
x
12%
c) 20%
d) 15%
6. Ile gramów substancji rozpuszczonej znajduje się w 100 cm
3
30% roztworu kwasu siarkowego(VI)
o gęstości 1,2 g/cm
3
?
a)
x
36
g
b)
14 g
c) 27
g
d) 30
g
KOPKCh
2
7. pH wodnego roztworu NaOH o stężeniu 10
-3
mol/dm
3
przed i po 100-krotnym rozcieńczeniu wodą
wynosi odpowiednio:
a)
1 i 9
b)
3 i 11
c)
10 i 11
d)
x
11 i 9
8. Kation Al
3+
zawiera:
a) 27
elektronów
b) 14
elektronów
c) 13
elektronów
d)
x
10 elektronów
9. Właściwości fizykochemiczne substancji zależą przede wszystkim od rodzaju wiązań występujących w
ich cząsteczkach. Jedną z podstawowych właściwości jest temperatura topnienia. Wykorzystując dane na
temat:
- temperatury topnienia: -259,14
0
C; -114,2
0
C; 801
0
C; 2015
0
C,
- rodzaju wiązań: kowalencyjne, kowalencyjne spolaryzowane, wodorowe, jonowe,
uzupełnij tabelkę przyporządkowując rodzaj wiązania w cząsteczce i temperaturę topnienia do określonej
substancji.
Nazwa substancji
Rodzaj wiązania Temperatura
topnienia
Wodór
Chlorek sodu
Chlorowodór
Rozwiązanie:
Nazwa substancji
Rodzaj wiązania Temperatura
topnienia
Wodór
kowalencyjne -259,14
0
C
Chlorek sodu
jonowe 801
0
C
Chlorowodór
kowalencyjne spolaryzowane
-114,2
0
C
10.
W reakcji chemicznej zmiana entalpii swobodnej ∆G < 0 oznacza, że
:
a)
reakcja jest endotermiczna
b)
x
reakcja zachodzi samorzutnie
c)
reakcja nie jest samorzutna
d)
reakcja jest odwracalna
Łącznie zadanie 1: 10 pkt.
Zadanie 2
Tlenek chromu(III) można otrzymać wieloma sposobami, m.in.: prażąc wodorotlenek chromu(III) –
metoda (1), przeprowadzając redukcję dichromianu(VI) sodu za pomocą węgla - metoda (2), poprzez
rozkład termiczny dichromianu(VI) amonu – metoda (3).
3
T
T
Wśród produktów reakcji znajdują się: Cr
2
O
3
, woda, węglan sodu, tlenek węgla(II), azot.
Zapisz i zbilansuj równanie zachodzącej reakcji dla każdej z metod.
Oblicz jakie ilości [g] substratów zawierających chrom należy użyć, aby otrzymać:
a) 200 g Cr
2
O
3
z wydajnością 100 % według metody 1-szej,
b) 200 g Cr
2
O
3
z wydajnością 70 % według metody 2-giej,
c) 200 g Cr
2
O
3
z wydajnością 50 % według metody 3-giej, jeżeli w tej metodzie stopień czystości
dichromianu(VI) amonu wynosi 95%.
Obliczone masy substratów podaj z dokładnością do 1 g.
Masy molowe [g/mol]: Cr – 52,0; O – 16,0; H – 1,0; Na – 23,0; C – 12,0; N – 14,0
Przykładowe rozwiązanie
a). Metoda 1.
2Cr(OH)
3
Cr
2
O
3
+ 3H
2
O
1 pkt
Obliczenia dla wydajności reakcji 100% (2 pkt):
2 x 103,0 g Cr(OH)
3
- 152,0 g Cr
2
O
3
(wydajność 100%)
m [g] - 200 g Cr
2
O
3
(wydajność 100%), m = 271 g Cr(OH)
3
2 pkt
b). Metoda 2.
Na
2
Cr
2
O
7
+ 2C Cr
2
O
3
+ Na
2
CO
3
+
CO
1 pkt
Obliczenia dla wydajności reakcji 100% (1 pkt) oraz wydajności reakcji 70% (2 pkt):
262 g Na
2
Cr
2
O
7
- 152,0 g Cr
2
O
3
(wydajność 100%)
262 g Na
2
Cr
2
O
7
- 106,4 g Cr
2
O
3
(wydajność 70%)
x g Na
2
Cr
2
O
7
- 200 g Cr
2
O
3
(wydajność 70%)
x = 492 g Na
2
Cr
2
O
7
3 pkt
c). Metoda 3.
(NH
4
)
2
Cr
2
O
7
Cr
2
O
3
+ N
2
+ 4H
2
O
1 pkt
Obliczenia dla wydajności reakcji 100% (1 pkt),wydajności reakcji 70% (2 pkt) oraz uwzględniające 95%
czystość substratu (1 pkt):
252 g (NH
4
)
2
Cr
2
O
7
- 152,0 g Cr
2
O
3
(wydajność 100%)
252 g (NH
4
)
2
Cr
2
O
7
- 76,0 g Cr
2
O
3
(wydajność 50%)
x g (NH
4
)
2
Cr
2
O
7
- 200 g Cr
2
O
3
(wydajność 50%)
x = 663 g (NH
4
)
2
Cr
2
O
7
3 pkt
(stopień czystości 100%)
Masa (m) dichromianu(VI) amonu o stopniu czystości n = 95%:
100 g zanieczysz. substratu - 95 g (NH
4
)
2
Cr
2
O
7
m [g] - 663,2 g (NH
4
)
2
Cr
2
O
7
m = 698 g (NH
4
)
2
Cr
2
O
7
1
pkt
(stopień czystości 95%)
Łącznie zadanie 2: 12 pkt.
Zadanie 3
Zmieszano ze sobą trzy roztwory kwasu solnego:
A. 1 dm
3
10% roztworu o gęstości 1,048 g/cm
3
B. 2 dm
3
roztworu o nieznanym stężeniu
4
C. 2 dm
3
2- molowego roztworu o nieznanej gęstości.
Na zmiareczkowanie próbki 25 cm
3
tak sporządzonego roztworu zużyto 39 cm
3
1-molowego
roztworu NaOH. Oblicz stężenie molowe powstałego roztworu kwasu oraz roztworu (B) o nieznanym
stężeniu. Wyniki podaj z dokładnością do 3-miejsca po przecinku.
Masy molowe [g/mol]: H-1,01; Cl-35,45.
Rozwiązanie
Stężenie molowe roztworu końcowego kwasu:
HCl + NaOH NaCl + H
2
O
1p
c
NaOH
.
V
NaOH
= c
HCl
.
V
HCl
n
NaOH
= c
NaOH
· V
NaOH
= 1 mol/dm
3
· 0,039 dm
3
=
0,039
mol 1p
n
HCl
= n
NaOH
=
0,039
mol
1p
c
końcowe HCl
= n
HCl
: V
HCl
= 0,039 mol : 0,025 dm
3
= 1,560 mol/dm
3
1p
Stężenie molowe roztworu (B):
V
końcowe
= V
A
+V
B
+V
C
= 5 dm
3
1p
n
końcowe HCl
= 1,56 mol/dm
3
· 5 dm
3
=
7,8
mol
1p
Roztwór A: m
r
= 1 dm
3
· 1048 g/dm
3
=
1048
g
1p
m
HCl
= 0,1 · 1048 g = 104,8 g HCl
1p
n
A
= 104,8 g : 36,46 g/mol = 2,87 mol HCl
1p
Roztwór C: n
C
= 2 dm
3
· 2 mol/dm
3
= 4 mol HCl
1p
Roztwór B: n
B
= n
końcowe HCl
– n
A
– n
B
= ( 7,8 - 2,87 - 4) mol = 0,93 mol HCl
1p
c
m,B
= 0,93 mol : 2 dm
3
= 0,465 mol/dm
3
1p
Łącznie zadanie 3: 12 pkt.